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  • 冷水与暖水河流鱼类生物多样性呈现分化趋势:气候变化与外来物种引入的复合效应研究

    全球淡水系统蕴藏着超过18,000种鱼类物种,这些生物不仅是生态系统功能的关键支撑,更是人类文化与经济的重要资源。最新研究通过整合美国联邦生物监测数据集(涵盖27年时间跨度、2,992个监测点及389个物种)发现:在冷水溪流(历史夏季水温低于15.4?°C)中,鱼类丰度与物种丰富度分别锐减53.4%和32%,群落独特性却显著上升——大型周期性鱼类(periodic fishes)增加,而小型机会主义鱼类(opportunistic fishes)减少,可能与本土或引入游钓鱼类的增殖有关。相反地,暖水溪流(水温高于23.8?°C)呈现鱼类丰度增长70.5%、丰富度上升15.6%的趋势,但群落出现

    来源:Nature

    时间:2025-09-26

  • 中国农田土壤化学计量深度依赖性变化揭示过去四十年碳氮磷生态化学计量失衡及其驱动机制

    1 引言土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)的化学计量比是反映土壤元素平衡与限制关系的综合性指标。尽管C、N、P的生物地球化学循环在分子至全球尺度上存在生物耦合,但在全球气候变化和无序管理措施下,这些元素的循环关系出现减弱或独立变异,即所谓的“解耦”现象,其表现和后果便是化学计量比C:N:P的改变。土壤C:N:P比值的变化已导致作为食物链基础的植物养分 dissociation,并对陆地生态系统服务功能产生负面影响。因此,准确量化土壤C:N:P比值的动态对于预测陆地生态系统对全球气候变化的响应至关重要,尤其是在区域尺度上。然而,关于土壤C:N:P比值变化幅度仍存在激烈争论。理解区域土壤C:N:P动

    来源:Advanced Science

    时间:2025-09-26

  • 祖先与地理因素对非洲与美洲人群脑出血风险的差异性影响研究

    研究人员通过对比西非的SIREN(卒中调查研究与教育网络)研究(1100对病例对照)和美国的ERICH(脑出血种族/族裔变异)研究(包括非裔、西班牙裔和白人美国人的多组病例对照对)数据,探讨了脑出血(Intracerebral Hemorrhage, ICH)风险因素在非洲本土人群(Indigenous Africans, IA)与美国不同自报族裔群体间的差异。结果显示,ICH在非洲本土人群(平均年龄54.3±13.4岁)、非裔美国人(58.0±12.7岁)和西班牙裔美国人(58.9±14.3岁)中的发病年龄早于白人美国人(69.1±13.9岁)。高血压是风险差异最显著的因素:非洲本土人群的I

    来源:Stroke

    时间:2025-09-26

  • 海洋固氮生态学的范式转变:Crocosphaera的全球主导地位与生态意义

    海洋作为地球最大的活跃氮库,其氮循环过程始终是生物地球化学研究的核心议题。其中,生物固氮作用通过某些特殊微生物将惰性氮气(N2)转化为生物可利用的氨,成为支撑海洋初级生产力的关键环节。长期以来,丝状蓝藻Trichodesmium、与硅藻共生的Richelia以及UCYN-A型细胞被公认为海洋主要固氮者,而单细胞蓝藻Crocosphaera watsonii(以下简称Crocosphaera,包含UCYN-B类群)虽被确认具有固氮能力,但其全球生态贡献始终被低估。早期研究基于有限数据绘制的地理分布图显示Crocosphaera栖息地范围狭窄,机器学习预测模型亦指示其占优区域有限,最新宏基因组学分

    来源:National Science Review

    时间:2025-09-26

  • 地中海璃眼蜱(Hyalomma lusitanicum)生态适应性及其作为克里米亚-刚果出血热病毒(CCHFV)传播媒介的公共卫生意义研究

    地中海璃眼蜱(Hyalomma lusitanicum)是伊比利亚半岛特有种,广泛分布于地中海盆地,并存在于马卡罗尼西亚地区。该物种适应半干旱草原和中地中海生态系统的干热夏季气候,表现出极强的耐干燥能力。其生活史为三宿主型:未成熟期主要寄生兔形目(leporids)和有蹄类(ungulates),成虫则偏好大型有蹄类,偶会叮咬人类。成虫始终表现外寄生行为(exophilic),于春夏季节通过伏击或主动追击方式藏匿于树叶或岩缝中觅食。成虫全年均具宿主活动性,而未成熟阶段在7-8月最为活跃。当前该蜱种因作为新兴克里米亚-刚果出血热病毒(Crimean–Congo hemorrhagic fever

    来源:TRENDS IN Parasitology

    时间:2025-09-26

  • 综述:小双核糖核酸病毒:如何寻找其藏身之处?

    摘要小双核糖核酸病毒(Picobirnaviruses, PBVs)是一种双链RNA病毒,广泛存在于各种环境和宿主相关样本中,包括人类、非人类动物、无脊椎动物和鸟类。最初在人类粪便样本中被描述时,PBVs被假设为人类肠道病原体,但尚未确定与疾病的明确关联。其致病潜力仍不明确,在临床或环境样本中的存在可能反映无症状定植、间接关联或非人类宿主的感染。PBVs基因组在片段内和片段间表现出极高的遗传多样性,以及遗传密码使用的显著变异性。部分PBVs基因组使用替代密码子分配,暗示其可能感染原核生物或非常规宿主。本综述批判性评估了用于检测PBVs和推断其宿主范围的实验与生物信息学方法,区分了用于PBVs基

    来源:Critical Reviews in Microbiology

    时间:2025-09-26

  • 原核生物进化塑造长期工程窖泥生态系统中的特化群落:从宏基因组视角解析微生物群落演替与功能优化

    在微生物工程领域,如何构建长期稳定的功能群落一直是重大挑战。虽然发酵食品系统为微生物生态学研究提供了理想模型,但人们对微生物群落组装和持久性的生态学原理仍认识不足。传统中式浓香型白酒(Chinese strong-flavor liquor, CSFL)发酵系统正是一个历经数百年人工驯化的工程环境,其窖泥中蕴含着复杂且稳定的微生物群落,这些微生物通过与发酵基质的代谢相互作用,赋予白酒独特风味。窖泥微生物群落在连续扰动中发展出不同的演替阶段,形成了从数年到数百年的天然时间序列,为研究原位微生物群落长期动态提供了独特机会。尽管前人研究揭示了不同窖龄窖泥微生物组的分类和组成变化,但这些生态系统中组装

    来源:npj Biofilms and Microbiomes

    时间:2025-09-26

  • 基于全基因组重测序与多环境数据的玉米茎秆抗倒伏性及其中间表型的基因组预测研究

    材料与方法本研究利用555份玉米自交系组成的Wisconsin多样性群体,在4个环境(C20、C21、K20、K21)中评估了10个与茎秆抗倒伏性相关的中间表型,包括茎秆弯曲强度(bending strength)、弯曲刚度(flexural stiffness)、穗位高(ear height)、大直径(major diameter)、小直径(minor diameter)、株高(plant height)和皮层厚度(rind thickness)等。表型数据通过DARLING平台(Device for Assessing Resistance to Lodging IN Grains)采集,

    来源:The Plant Genome

    时间:2025-09-26

  • 水稻品种混种中化学与微生物介导的 kinship 策略及其增产机制解析

    研究表明,遗传亲缘关系较近的水稻品种混种能够提高产量。尽管植物在种内互作中识别邻居亲缘关系(kinship)的效益逐渐被认知,但化学与微生物介导的 kinship 响应在品种混作中的机制仍不明确。通过一系列田间及控制实验,采用两组遗传亲缘性不同的水稻品种,本研究证实:水稻品种混种的增产效应是由根系信号化学物质 (–)-loliolide 和土壤微生物以 kinship 依赖的方式共同介导的。焦点水稻品种能够区分亲缘关系近与远的品种,并通过改变根系行为、生物量分配和开花时间作出响应,最终提高谷物产量。这种亲缘性识别伴随根系信号分子 (–)-loliolide 的变化,并进一步影响土壤微生物群落的

    来源:Plant, Cell & Environment

    时间:2025-09-26

  • 微生物记忆重塑根际群落以增强植物抗旱韧性的机制

    全球气候变化导致干旱频率与强度加剧,对草地生态系统构成严重威胁。作为中国北方草甸草原的优势物种,羊草(Leymus chinensis)展现出卓越的抗旱能力,但其与根际微生物群落的互作机制尚不明确。本研究通过模拟短期干旱循环(0-3次),结合高通量测序与微生物移植实验,探究根际与非根际土壤微生物对干旱的响应及其对宿主抗旱性的调控作用。主要发现包括:(1)经历3次干旱循环(R3)后,根际微生物网络连通性较对照组(R0)下降63.3%,而非根际土壤仅下降11.6%,体现生态位特异性适应;(2)真菌群落对短期干旱应激响应迅速,而细菌类群(如变形菌门Proteobacteria)在连续干旱循环中呈现延

    来源:Plant, Cell & Environment

    时间:2025-09-26

  • 拟南芥去NAD修饰酶DXO1通过转录与转录后双重调控机制介导植物免疫应答

    2.1 DXO1缺陷影响对Pst DC3000感染的应答dxo1-2突变体在Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000(Pst)感染初期(24 hpi)表现出敏感性,而在后期(72 hpi)转为抗性。这种双相反应与叶片形态学改变相关:突变体叶片更薄、气孔密度降低但毛状体密度增加,可能影响病原菌初始侵入效率。分子分析显示,未处理的dxo1-2植株中病程相关基因(PR1、PR2、PR5)已组成性上调,水杨酸(SA)和茉莉酸(JA)水平显著升高,而脱落酸(ABA)水平不变。Northern印迹证实感染后PR基因表达进一步强化,但植物防御素PDF1.2表达被抑制。2.

    来源:Plant, Cell & Environment

    时间:2025-09-26

  • 结合光合作用理论优化Laisk法:光下光呼吸CO2补偿点(Γ*)与CO2释放速率(DL)的精准估算新策略

    1 引言植物通过光合作用同化大气中的碳,该过程可通过数学模型描述,其中Farquhar-von Caemmerer-Berry(FvCB)模型是最广泛应用于C3植物碳固定研究的理论框架。该模型中的两个关键参数——光呼吸CO2补偿点(Γ*)和光下CO2释放速率(DL)——对理解植物碳动态至关重要。DL包含呼吸作用和除光呼吸脱羧外的其他脱羧过程(如脂肪酸生物合成、磷酸戊糖途径和氨基酸生物合成)释放的CO2。传统Laisk法通过在不同低光强下测定净光合速率(Anet)与叶绿体CO2分压(Cc)的关系,拟合线性回归线并以其交点估算Γ和DL。然而,FvCB理论表明Anet-Cc关系存在固有曲率,线性近似

    来源:Plant, Cell & Environment

    时间:2025-09-26

  • 昆虫Dome受体直接识别弹状病毒糖蛋白激活JAK/STAT抗病毒免疫的机制研究

    研究表明,传统认为需要细胞因子结合受体才能激活的Janus激酶/信号转导与转录激活子(JAK/STAT)免疫应答,实际上可通过细胞因子受体直接识别病毒包膜成分启动。在叶蝉(Recilia dorsalis)中,细胞因子受体Domeless(Dome)能直接识别水稻弹状病毒的糖蛋白(G)。这种结合诱导Dome二聚化,进而启动JAK/STAT通路,导致STAT依赖性抗病毒免疫效应蛋白RdIE1的表达。RdIE1通过抑制病毒大聚合酶(L)的RNA结合活性来阻断病毒复制。研究证实Dome的T659位点对G蛋白识别至关重要,而L蛋白的E774和D775位点是RdIE1的作用靶点。值得注意的是,病毒编码的

    来源:Plant, Cell & Environment

    时间:2025-09-26

  • 多尺度成像联合无创微传感解析玉兰花产热组织中钙离子动态的时空特征

    玉兰花(Magnolia denudata)在早春寒冷时节绽放时具有独特的 floral thermogenesis(花部产热)现象。研究人员通过整合多尺度成像技术,首次将花朵发育分为五个阶段,并确定 stage 2(第二阶段)为产热高峰时期。利用红外成像(IR)与多光谱成像(MSI)精准定位产热区域位于雌蕊(gynoecium)的侧部组织,而非中央组织。进一步通过微束X射线荧光成像(μ-XRF)揭示了钙离子(Ca2+)在产热器官中的原位分布模式,其空间分布与热量分布高度一致。研究发现,产热阶段细胞质和线粒体中Ca2+内流速率显著提升,同时线粒体钙转运相关基因表达上调。通过调控细胞质Ca2+浓

    来源:Plant, Cell & Environment

    时间:2025-09-26

  • 气候与土壤因子调控杨树人工林微生物多样性及促生关键类群的作用机制

    在杨树人工林生态系统中,土壤微生物(尤其是关键微生物类群)通过响应环境变化对植物生长产生深远影响。本研究以华北平原(北京、河北、河南)三地的6年生杨树人工林为对象,结合高通量培养与盆栽实验,评估了可培养关键微生物菌株对杨树的促生效应。结果显示:不同区域人工林在气候指标、杨树生长性状、土壤理化特性及微生物群落结构上均存在显著差异(p<0.05)。由关键菌株(Acinetobacter-Aa20、Bacillus-Aa15、Bacillus-Ba9和Bacillus-Ab26)组成的合成菌群显著促进了杨树幼苗生长。研究表明,年平均降水量与年平均温度通过影响土壤养分有效性间接调控杨树生长,而关

    来源:Plant, Cell & Environment

    时间:2025-09-26

  • 综述:共生结瘤增强豆科植物对非生物胁迫的耐受性:机制与展望

    ABSTRACT非生物胁迫(如干旱、盐分、重金属污染和寒冷)对全球农业构成重大挑战,导致作物生产力下降并威胁粮食安全。豆科植物与根瘤菌的共生关系不仅促进生物固氮(Biological Nitrogen Fixation, BNF),还显著增强植物对非生物胁迫的耐受性。结瘤的豆科植物在逆境条件下表现出更好的生长状态和更高的生产力。本综述重点探讨了共生结瘤缓解非生物胁迫的最新研究进展,聚焦于生理生化响应及分子通路机制,并展望了未来通过优化根瘤菌应用以构建胁迫耐受型和气候适应型农业系统的研究方向。根瘤菌接种作为一种可持续且环境友好的策略,在应对胁迫农业系统中展现出巨大潜力。生理与生化响应机制共生结瘤

    来源:Plant, Cell & Environment

    时间:2025-09-26

  • 高浓度CO2通过增强RNA沉默通路抑制菜豆荚斑驳病毒(BPMV)侵染的分子机制研究

    1 引言植物病毒是造成作物减产的重要病原体,其经济影响因全球气候变化而加剧。大气CO2浓度升高(eCO2)作为气候变化的关键因素,直接影响植物生理代谢与防御响应。本研究以菜豆(Phaseolus vulgaris L.)及其病原病毒菜豆荚斑驳病毒(Bean Pod Mottle Virus, BPMV)为模型,探究eCO2在相容与不相容互作中对病毒侵染的影响机制。2 材料与方法研究选用两种菜豆基因型:抗病基因型BAT93(携带R-BPMV抗性基因)和感病基因型Black Valentine(携带r-bpmv等位基因)。植物在接种前9天分别于环境CO2(aCO2, 400 ppm)和高浓度CO2

    来源:Plant, Cell & Environment

    时间:2025-09-26

  • 揭示磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶在植物磷饥饿响应中的核心作用及其对高粱磷获取效率的调控机制

    1 引言磷是植物必需的大量营养元素,主要以无机磷酸盐(Pi)形式被吸收。全球约70%的耕地存在磷短缺问题,且磷肥资源预计本世纪末将枯竭。土壤中约80%的磷会与金属阳离子(如Ca2+、Al3+、Fe3+)形成不溶性复合物,导致植物难以利用。为应对磷饥饿,植物进化出多种磷饥饿响应(PSR),包括:上调高亲和力磷转运蛋白(PHT1家族)、根际酸化、分泌有机酸阴离子(OAs)、核酸酶和酸性磷酸酶(APases),以及改变根系构型(RSA)。磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)在磷饥饿条件下被诱导表达,其通过催化磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)不可逆羧化生成草酰乙酸(OAA)和Pi,在碳氮互作、根系分泌等非光合

    来源:Plant, Cell & Environment

    时间:2025-09-26

  • 根系来源反式玉米素型细胞分裂素通过调控能量代谢增强水稻幼苗耐寒性机制研究

    水稻幼苗对低温胁迫高度敏感。细胞分裂素(Cytokinins)作为植物体内重要的内源信号分子,在调控应激反应中起着关键作用。本研究通过对比耐冷品种(HY73)与冷敏感品种(WFY286)在低温处理(11°C持续8小时)下的转录组和代谢组谱发现,细胞分裂素与能量代谢途径(包括糖酵解(Glycolysis)和三羧酸循环(Tricarboxylic Acid Cycle))与水稻耐寒性密切相关。耐冷品种HY73在叶片中表现出更高水平的根系来源反式玉米素(trans-Zeatin, tZ)型细胞分裂素、增强的能量代谢、升高的ATP含量以及更高的能量电荷。进一步研究证实,tZ型细胞分裂素运输缺陷突变体a

    来源:Plant, Cell & Environment

    时间:2025-09-26

  • 木霉诱导马尾松根系分泌物重塑根际微生物组以增强抗猝倒病机制研究

    棘孢木霉(Trichoderma koningiopsis)通过重塑马尾松(Pinus massoniana)幼苗的根系分泌物谱,显著增强其对尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)引起的猝倒病抗性。代谢组学分析发现,木霉处理诱导根系特异性分泌癸酸(CA)、月桂酸(LA)和壬酸(PA)等有机酸。当以0.1 mM浓度施用这三种有机酸的复合物CDNs1(1:1:1配比)时,可显著抑制尖孢镰刀菌生长,同时促进根际生防菌株(木霉属Trichoderma、青霉属Penicillium和芽孢杆菌属Bacillus)的增殖。通过扩增子测序和RT-qPCR技术证实,CDNs1处理使根际微生物群落结构

    来源:Plant, Cell & Environment

    时间:2025-09-26


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